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PROCEDE POUR DESHYDRATER ET PREPARER DES MATIERES MINERALES A GRAINS
TRES FINS.
(ayant fait t'objet d'une demande de brevet déposée en allemagne le 14 janvier 1953 - déclaration de la déposante -)
La présente invention est relative à un procédé pour déshydrater et préparer des matières minérales à grains très fins, tels que schlamms de charbons9 schlicks de minerais et analogues, ce procédé étant applicable tant aux matières en question à l'état brut qu'en particulier aux concentrats se présentant sous forme de grains très fins et provenant d'une préparation antérieureo Le procédé suivant l'invention permet non seulement d'opérer une déshydratation particulièrement simple et poussée des matières en question,
mais peut aussi être avantageusement combiné à une préparation ou préparation ultérieure desdites matières
La déshydratation de matières minérales à grains très fins présentes comme on le sait, des difficultés extraordinaires, tant en raison de la capacité réduite des installations connues, qu'en raison des degrés de déshydratation pouvant être obtenus à l'aide de ces installations.
Ainsi, par exemple lors de la déshydratation de concentrats de flottation de charbons sur des filtres, en employant des tamis très fins ou des tissus filtrants très serrés, avec le faible rendement qui en résulte, on n'obtient en tout cas, qu'une diminution de la teneur en eau de 18 à 25 %.
Les difficultés rencontrées lors de la déshydratation augmentent à mesure que décroît la grosseur des grains de la matière à traiter, en particulier dans le cas où celle-ci contient encore des particules de stérile (argiles) très fines.
Lors de la déshydratation de schlamms ou poussiers de charbons, qui contiennent toujours de telles particules très fines de stérile, les
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rendements et résultats obtenus sur les filtres sont tellement faibles qu' une déshydratation mécanique de ces schlamms opérée de cette manière est peu satisfaisante.
Il est vrai que, lorsqu'on emploie des essoreusesg il est possible de diminuer davantage la teneur en eau des matières traitées, mais il faut alors tenir compte des pertes importantes de matières solides entraînées avec l'eau à travers les gâteaux ou revêtements du tamis des es- soreuses .
Ces pertes de matières solides augmentent de plus en plus, lorsque s'intensifie l'usure des tamis, qui s'accomplit très rapidement, ces pertes pouvante le cas échéant, atteindre des valeurs de 400 gr par litre.
Comme des pertes de ce genre ne peuvent pas être supportées, les schlamms les plus fins entraînés à travers les tamis doivent être soumis encore à un traitement subséquent de concentration ou à un traitement dans des cyclo- nes et être ensuite ramenés à l'essoreuse. Malgré cela, des matières solides très fines s'accumulent graduellement dans l'eau, lesquelles matières solides doivent être séparées d'une autre manière, notamment par une filtration encore plus laborieuse.
Grâce à la présente invention, la possibilité est offerte de déshydrater dans une forte mesure, dans des essoreuses à tamis, des matières à grains très fins, telles que des schlamms et des concentrats de flottation en évitant les difficultés mentionnées plus haut, et éventuellement de purifier encore davantage les concentrais. Ces résultats peuvent être atteints, conformément à la présente invention, en soumettant la matière, avant son amenée à l'essoreuse à tamis (essoreuse à panier ouà crible), à un traitement préalable au moyen de produits, à l'aide desquels les par- ticules de charbon sont revêtues d'une enveloppe ou d'un enrobage les rendant hydrophobes.
On a déjà proposé de soumettre des matières minérales à grains très fins à un traitement à l'aide d'huiles, en les dispersant simultanément avec de l'eau, puis d'amener ces matières dans une essoreuse à tamis.
Ce procédé constitue, en premier lieu, un procédé de préparation ayant pour but de mettre les produits miniers en suspension puis de séparer sur une essoreuse à tamis le charbon ou concentrat, de l'eau résiduaire contenant des stériles, qui est évacuée.. Ce procédé implique l'emploi de quantités relativement grandes d'huiles à viscosité élevée et des mesures spéciales au cours du mouillage ou enrobage, afin d'assurer que toutes les particules de charbon soient enveloppées d'huile et d'empêcher, par ailleurs que des particules de charbon traversent le tamis avec l'eau chargée de matières résiduaires ou stériles.
Le but principal de la présente invention est, par contre, la déshydratation de la matière, avec récupération de la matière entraînée au travers du tamis de l'essoreuse, à tel point qu'il n'y a pas lieu de se préoccuper d'éviter, dans la mesure du possible, les pertes de matières par entraînement à travers le tamis. A cet égard, le traitement préala- ble servant à rendre les particules de matière hydrophobes peut être exécuté en employant des quantités sensiblement moindres d'huiles et même des huiles quelconques présentant le cas échéant une plus faible viscosité, ainsi que d'autres réactifs appropriés propres à rendre les particules en question hydrophobes, tels que des hydrocarbures, des xanthates et analogues.
Il est ainsi possible de compenser sans difficulté les variations se manifestant, tant en ce qui concerne les quantités que la répartition des grosseurs de grains et la teneur en matières solides des boues ou "troubles" traités
Le traitement visant à rendre les particules précitées hydrophobes peut être exécuté de manière sensiblement analogue à celle dont est exécuté le procédé de préparation connu., dans lequel la matière est traitée, pendant son passage dans des moulins à plateaux ou des machines
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à action similaire, telles que des malaxeurs, des mélangeurs à agitateur rapide, ou des appareils d'homogénéisation, tout en étant éventuellement réduite en particules plus petites, à l'aide d'une quantité relativement petite de produits propres à rendre la matière hydrophobe.
Par addition de réactifs appropriés à choisir selon les conditions prévalant dans le cas particulier considéré, on peut non seulement améliorer le résultat du traitement visant à rendre hydrophobes les particules de la matière à traiter, mais également réduire les quantités nécessaires des produits rendant ces particules hydrophobeso
La boue ou "trouble" ainsi traité est amené au panier de l'essoreuse, de préférence, à l'état aussi concentré que possible, c'est- à-dire que ce trouble présente une teneur élevée en matières solides.
Grâce au traitement préalable servant à rendre les particules hydrophobes, le passage des grains les plus fins, à travers le tamis de l'essoreuse est, d'une part, réduit dans une forte mesure, c'est-à-dire à une fraction minime, tandis que, d'autre part, la teneur en humidité de la matière essorrée est encore davantage réduite, avec un rendement élevé, et ramenée, dans certains cas, à des valeurs qu'il était possible d'atteindre jusqu'à présent.
Si la matière à déshydrater ou à essorer se présente déjà sous forme d'un concentrat pur, provenant, par exemple, d'un traitement de flottation préalable, sa teneur en cendres est encore davantage abaissée, par passage à travers l'essoreuse,tandis que les particules de matières résiduaires ou stériles, encore présentes, si même elles ne le sont qu'en petites quantités, dans les concentrats purs, - ces particules n'ayant pas été rendues hydrophobes et étant, dans la plupart des cas, à l'état dispersé -,
sont entraînées en quantité importante avec l'eau à travers le tamis de l'essoreuseo
Sur le filtrat de l'essoreuse viennent en général flotter ou surnager par elles-mêmes les particules de charbon ou de minerai contenues dans ce filtrat et rendues hydrophobeso Ces particules peuvent très aisément être enlevées du filtrat et ramenées dans l'essoreuse, tandis que l'eau résiduaire peut être évacuéeo
Dans le cas de matières,qui ne surnagent pas par elles-mêmes après passage à travers le tamis de l'essoreuse, on peut soumettre, suivant une autre forme d'exécution du nouveau procédé, le filtrat de l'essoreuse à un simple soufflage d'air ou à un traitement de flottation dans une cellule de flottation montée derrière l'essoreuse, le concentrat ob- tenu;
, à la suite de ce traitement de flottation étant ramené, de manière similaire, dans l'essoreuseo Dans l'un comme dans l'autre cas, on obtient grâce au nouveau procédé, une déshydratation pratiquement exempte de pertes et continue, la teneur de l'eau du filtrat en matières utiles (pertes en concentrats) étant très faible.
Lors de l'application du nouveau procédé au traitement de schlamms de charbons bruts, un traitement de flottation est intercalé entre le traitement destiné à rendre les particules de charbon hydrophobes lequel traitement est exécuté de la manière décrite plus haut, et le traitement d'essorage.
Dans ce cas, un avantage particulièrement intéressant est obtenu, par le fait que la matière soumise au traitement préalable, ainsi que les matières, qui ne se laissent autrement flotter que médiocrement, sinon pas du tout, peuvent parfaitement être flottées, lorsqu'elles ont été rendues hydrophobeso
Contrairement à ce qui se passe dans le procédé de traitement connu,spécifié au début du présent mémoire, le traitement d'essorage exécuté dans le procédé suivant l'invention ne sert essentiellement qu'à opérer une déshydration, par laquelle toutes les particules de matières résiduaires ou stériles également dispersées dans l'eau sont simultanément
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séparées, tandis que la séparation de la majeure partie des matières résiduaires en question se fait au préalable,
à savoir au cours de la flottation.
Dans ces conditions, le traitement destiné à rendre les particules hydrophobes peut au besoin être exécuté dans l'installation de flottation, c'est-à-dire que ce traitement peut être exécuté en même temps que le traitement de flottation.
En somme,ceci revient à dire que dans le nouveau procédé on soumet uniquement des concentrats de flottation normaux à une déshydratation sans que se produisent des pertes, c'est-à-dire qu'aux appareils de flottation connus font suite des appareils de déshydratation, au lieu des filtres ou analogues nécessaires dans les autres cas.
L'avantage essentiel du nouveau procédé, au point de vue préparation,vis-à-vis du procédé antérieurement proposé par la demanderesse, réside dans le fait que les pertes de concentrat à grains très fins présentes dans l'eau du filtrat des essoreuses sont directement concentrées à nouveau et sont soumises au traitement de déshydratation, en étant, par conséquent, incapables de s'accumuler dans l'eau. Les fines matières stériles présentes à 1-'état fortement dispersé sont séparées par le traitement d'essorage du concentrât et ne peuvent, dès lors, pas rendre le processus de déshydratation laborieux, comme dans le cas de la déshydratation ordinai- re sur des filtres.
Ces matières résiduaires ou stériles sont évacuées, lors de la répétition du processus d'essorage dans la cellule de flottation dans les résidus évacués.
Une autre simplification importante du procédé décrit est obtenue lorsque, conformément à une autre particularité de l'invention, le traitement destiné à rendre les particules des matières à déshydrater hydrophobes est exécuté dans l'essoreuse elle-même, les matières à traïter étant amenées directement dans l'essoreuse avec les huiles et éventuellement des réactifs
Le mouillage ou enrobage des particules par l'agent servant à les rendre hydrophobes s'opère alors par la turbulence engendrée dans la conduite d'entrée ou lors du passage à travers les étroites fentes d'entrée ou encore lors du passage des particules très fines à travers les perforations du tamis,en présence des produits finement divisés, destinés à rendre ces particules hydrophobes.
Les particules entraînées dans le filtrat de l'essoreuse sont à nouveau concentrées de la manière décrite ci-avant (par exemple, par flottation) et sont à nouveau essoréeso
Cette forme d'exécution du procédé suivant l'invention n'est cependant pas applicable dans tous les cas. Elle n'est, en fait, applicable que lorsque les conditions sont, particulièrement favorables, en ce qui concerne l'aptitude à être rendues hydrophobes des particules de concen- trato
Des concentrats à grains fins provenant d'autres processus de concentration,notamment des concentrats obtenus par préparation sur des tables à l'aide de cyclones ou analogues, peuvent être déshydratés de manière analogue.
On donnera ci-après quelques exemples illustrant le nouveau procédé.
EXEMPLE I
Un concentrat de flottation de charbons, qui présentait une teneur en cendres de 12 % après un traitement préalable visant à rendre les particules hydrophobes, a été amené dans une essoreuse
Le concentrat déshydraté retenu dans l'essoreuse à tamis contenait 6,5% de cendres et 9% d'eau. Quant au filtrat de l'essoreuse, il avait
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une teneur en cendres de 36% et a été soumis à nouveau au traitement sub- séquent de flottation. Les résidus de la flottation titraient 75% de cendres .
EXEMPLE II
Un poussier de charbon anthraciteux à grains de moins de 1 mm qui ne peut pas être flottée a été introduit avec 1% d'huile combustible par tonne d'huile de flottation, en ajoutant une solution de soude caus- tique, dans un moulin à plateaux et soumis ensuite à une flottation au moyen d'un agitateuro Cette flottation a permis de séparer des matières stériles pures contenant plus de 80% de cendres.
Le concentrat de cette flottation, contenant 450 gr de matière solide par litre, a été amené dans une essoreuse à tamis.
La matière essorée contenait 11 % d'eau et le filtrat de l'es- soreuse, composé de charbon et de matières stériles très fines, titrait
35 % de cendres. La boue ou trouble contenait 40 gr/litre de matière so- lide. Le filtrat en question a étésoumis à nouveau au traitement de flottation.
EXEMPLE III
Un minerai brut contenant 70 à 75 % de soufre a été amené à traverser avec de l'huile de flottation .un' moulin à plateaux et a été simultanément broyé et rendu hydrophobe dans ce moulin.
La matière ainsi traitée a été séparée, dans une installation de flottation, en une mousse, riche en matières solides, et en matière stérile et la mousse a été introduite ensuite dans une essoreuse, dans laquelle elle a été déshydratée jusqu'à ne plus contenir que 9% d'eau.
Le filtrat relativement pur de l'essoreuse a été à nouveau soumis au traitement de flottation. Le concentrat obtenu titrait 98,65 de soufre.
REVENDICATIONS.
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PROCESS FOR DEHYDRATING AND PREPARING MINERAL GRAIN MATERIALS
VERY FINE.
(having been the subject of a patent application filed in Germany on January 14, 1953 - declaration by the applicant -)
The present invention relates to a process for dehydrating and preparing very fine-grained mineral materials, such as carbon schlamms, ore schlicks and the like, this process being applicable both to the materials in question in the raw state and in particular to concentrates in the form of very fine grains and coming from a previous preparation The process according to the invention not only makes it possible to carry out a particularly simple and thorough dehydration of the materials in question,
but can also be advantageously combined with a subsequent preparation or preparation of said materials
The dehydration of very fine-grained mineral matter present, as is known, presents extraordinary difficulties, both because of the reduced capacity of the known installations, and because of the degrees of dehydration which can be obtained using these installations.
Thus, for example during the dehydration of carbon flotation concentrates on filters, by using very fine sieves or very tight filter cloths, with the resulting low efficiency, one obtains in any case, only one decrease in water content from 18 to 25%.
The difficulties encountered during dehydration increase as the grain size of the material to be treated decreases, in particular in the case where the latter still contains very fine particles of waste rock (clays).
When dehydrating schlamms or coal dust, which always contains such very fine particles of sterile, the
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yields and results obtained on the filters are so low that mechanical dehydration of these slurries carried out in this manner is unsatisfactory.
It is true that, when using wringers, it is possible to further reduce the water content of the treated materials, but it is then necessary to take into account the significant losses of solids entrained with the water through the cakes or coatings of the screen des essoreuses.
These losses of solids increase more and more when the wear of the sieves increases, which occurs very quickly, these losses being able, if necessary, to reach values of 400 g per liter.
As losses of this kind cannot be sustained, the finer slimes carried through the sieves have to be subjected further to a subsequent concentration treatment or to treatment in cyclones and then returned to the wringer. Despite this, very fine solids gradually accumulate in the water, which solids must be separated in another way, including by still more laborious filtration.
Thanks to the present invention, the possibility is offered of dehydrating to a great extent, in sieve-type dryers, very fine-grained materials, such as slurries and flotation concentrates, avoiding the difficulties mentioned above, and possibly of further purify the concentrates. These results can be achieved, in accordance with the present invention, by subjecting the material, before it is fed to the screen wringer (basket or sieve wringer), to a preliminary treatment by means of products, with the aid of which the par - carbon ticles are coated with an envelope or a coating making them hydrophobic.
It has already been proposed to subject very fine-grained mineral materials to a treatment with the aid of oils, by dispersing them simultaneously with water, and then to bring these materials into a sieve wringer.
This process constitutes, first of all, a preparation process with the aim of putting the mining products in suspension and then of separating the coal or concentrate on a sieve wringer, from the waste water containing waste rock, which is discharged. process involves the use of relatively large quantities of high viscosity oils and special measures during wetting or coating, to ensure that all carbon particles are encased in oil and to prevent further damage. carbon particles pass through the sieve with the water laden with residual or sterile materials.
The main object of the present invention is, on the other hand, the dehydration of the material, with recovery of the material entrained through the screen of the wringer, to such an extent that there is no need to be concerned with avoid, as far as possible, losses of material by entrainment through the sieve. In this regard, the pre-treatment to render the particles of material hydrophobic can be carried out by employing substantially less amounts of oils and even any oils possibly having a lower viscosity, as well as other suitable reagents. suitable for making the particles in question hydrophobic, such as hydrocarbons, xanthates and the like.
It is thus possible to compensate without difficulty the variations which occur, both as regards the quantities and the distribution of grain sizes and the solids content of the sludge or "turbid" treated.
The treatment to make the above particles hydrophobic can be carried out in a manner substantially analogous to that in which the known preparation process is carried out, in which the material is treated, during its passage through tray mills or machines.
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with similar action, such as kneaders, high-speed agitator mixers, or homogenizers, while possibly being reduced to smaller particles, using a relatively small amount of products capable of making the material hydrophobic .
By adding appropriate reagents to be chosen according to the conditions prevailing in the particular case considered, it is not only possible to improve the result of the treatment aimed at making the particles of the material to be treated hydrophobic, but also to reduce the necessary quantities of the products making these particles hydrophobic.
The sludge or "cloud" thus treated is fed to the basket of the wringer, preferably as concentrated as possible, ie this cloud has a high solids content.
Thanks to the pre-treatment serving to make the particles hydrophobic, the passage of the finest grains through the sieve of the wringer is, on the one hand, reduced to a large extent, that is to say to a fraction minimal, while, on the other hand, the moisture content of the dewatered material is further reduced, with a high efficiency, and brought, in some cases, to values that were possible until now .
If the material to be dehydrated or wrung out is already in the form of a pure concentrate, resulting, for example, from a prior flotation treatment, its ash content is further lowered by passing through the wringer, while that the particles of residual or sterile materials, still present, if even in small quantities, in the pure concentrates, - these particles not having been made hydrophobic and being, in most cases, to the 'dispersed state -,
are entrained in large quantities with the water through the sieve of the wringer.
On the filtrate of the wringer generally float or float by themselves the particles of coal or ore contained in this filtrate and made hydrophobico These particles can very easily be removed from the filtrate and returned to the wringer, while the 'waste water can be drained
In the case of materials which do not float by themselves after passing through the sieve of the wringer, it is possible, according to another embodiment of the new process, to subject the filtrate from the wringer to a simple blowing. air or to a flotation treatment in a flotation cell mounted behind the wringer, the concentrate obtained;
, as a result of this flotation treatment being returned, in a similar manner, to the wringer o In either case, thanks to the new process, a practically loss-free and continuous dehydration is obtained, the content of the water of the filtrate in useful materials (loss of concentrates) being very low.
When applying the new process to the treatment of raw coal slurries, a flotation treatment is interposed between the treatment intended to make the carbon particles hydrophobic, which treatment is carried out as described above, and the dewatering treatment. .
In this case, a particularly advantageous advantage is obtained, by the fact that the material subjected to the preliminary treatment, as well as the materials, which otherwise allow themselves to float only poorly, if not at all, can perfectly be floated, when they have been made hydrophobic
Contrary to what happens in the known treatment process, specified at the beginning of this specification, the spin treatment carried out in the process according to the invention essentially serves only to carry out a dehydration, by which all the particles of material waste or waste rock also dispersed in water are simultaneously
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separated, while the major part of the waste in question is separated beforehand,
namely during flotation.
Under these conditions, the treatment intended to render the particles hydrophobic can if necessary be carried out in the flotation plant, that is to say that this treatment can be carried out at the same time as the flotation treatment.
In short, this amounts to saying that in the new process only normal flotation concentrates are subjected to dehydration without any losses occurring, that is to say that known flotation devices follow dehydration devices. , instead of filters or the like required in other cases.
The essential advantage of the new process, from the preparation point of view, over the process previously proposed by the Applicant, lies in the fact that the losses of very fine-grained concentrate present in the water from the filtrate of the extractors are directly concentrated again and are subjected to the dehydration treatment, being, therefore, unable to accumulate in water. The fine sterile materials present in the highly dispersed state are separated by the dewatering treatment of the concentrate and therefore cannot make the dehydration process laborious, as in the case of ordinary dehydration on filters. .
These residual or sterile materials are evacuated, during the repetition of the dewatering process in the flotation cell in the evacuated residues.
Another important simplification of the process described is obtained when, in accordance with another feature of the invention, the treatment intended to render the particles of the materials to be dehydrated hydrophobic is carried out in the wringer itself, the materials to be treated being fed directly. in the wringer with the oils and possibly reagents
The wetting or coating of the particles by the agent serving to make them hydrophobic then takes place by the turbulence generated in the inlet pipe or during the passage through the narrow inlet slits or during the passage of very fine particles. through the perforations of the sieve, in the presence of finely divided products, intended to make these particles hydrophobic.
The particles entrained in the filtrate from the wringer are again concentrated in the manner described above (for example, by flotation) and are again drained.
This embodiment of the method according to the invention is however not applicable in all cases. It is, in fact, only applicable when conditions are particularly favorable as regards the ability to be made hydrophobic of the particles of concentrate.
Fine-grained concentrates from other concentration processes, including concentrates obtained by preparation on tables using cyclones or the like, can be dehydrated in a similar manner.
Some examples will be given below illustrating the new process.
EXAMPLE I
A coal flotation concentrate, which had an ash content of 12% after a pretreatment to make the particles hydrophobic, was fed into a wringer
The dehydrated concentrate retained in the screen wringer contained 6.5% ash and 9% water. As for the filtrate from the wringer, it had
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an ash content of 36% and was subjected to the subsequent flotation treatment again. The flotation tailings titrated 75% ash.
EXAMPLE II
A charcoal dust with grains of less than 1 mm which cannot be floated was introduced with 1% fuel oil per tonne of flotation oil, by adding a solution of caustic soda, into a mill. trays and then subjected to flotation by means of an agitator. This flotation made it possible to separate pure sterile materials containing more than 80% ash.
The concentrate from this flotation, containing 450 g of solid material per liter, was taken to a sieve wringer.
The drained material contained 11% water and the filtrate from the esor, composed of carbon and very fine sterile material, titrated
35% ash. The mud or cloud contained 40 g / liter of solid material. The filtrate in question was resubmitted to the flotation treatment.
EXAMPLE III
Crude ore containing 70-75% sulfur was passed with flotation oil through a tray mill and was simultaneously ground and hydrophobic in this mill.
The material thus treated was separated, in a flotation installation, into a foam, rich in solids and sterile material and the foam was then introduced into a wringer, in which it was dehydrated until it no longer contained than 9% water.
The relatively pure filtrate from the wringer was again subjected to the flotation treatment. The concentrate obtained titrated 98.65 sulfur.
CLAIMS.